不同离子束参数诱导单晶硅纳米微结构与光学性能

编号：NMJS04011

篇名：不同离子束参数诱导单晶硅纳米微结构与光学性能

作者：陈智利； 刘卫国；

关键词：低能离子束刻蚀； 自组织纳米结构； 表面形貌； 表面粗糙度(RMS)； 光学透过率；

机构： 西安电子科技大学微电子学院；

摘要： 使用微波回旋共振离子源,研究了低能Ar+离子束正入射时不同离子束能量和束流密度对单晶硅(100)表面的刻蚀效果及光学性能。结果表明,当离子束能量为1000eV,束流密度为88~310μA/cm2时,样品表面出现自组装纳米点状结构,且随着离子束流密度增加排列紧密而有序;粗糙度呈现先减小后迅速增大的趋势,在160μA/cm2附近达到极小值;刻蚀后,近红外波段内平均透过率由53%提高到57%以上,且随着纳米自组装结构有序性的提高而增大。当束流密度为270μA/cm2,能量为500~1 500 eV时,样品表面出现纳米点状结构,且随着离子束能量的增加趋于密集有序;粗糙度呈现先缓慢增加,在1 100 eV附近达到极大值,之后粗糙度迅速下降;刻蚀后样品透过率明显提高,且平均透过率随着点状结构有序性的提高而增大;刻蚀速率与离子束能量的平方成正比。自组织纳米结构的转变是溅射粗糙化和表面驰豫机制相互作用的结果。